Введение к работе
Актуальность темы. Нуклеиновые кислоты, являющиеся носителями генетической информации б їіизой ^ прстоде, по праву считаются важнейшими биологическими макромолекулами. 'Ключевым фактор-ом, олределяьцпм многообразие функций нуклеиновых кислот "in vivo", является их структурний полиморфизм. В свою очередь, структурные особенности полинуклеотидов зо многом зависят от внешних факторов, таких как ионное окружение, температура, рН среды и др. Именно поэтому изучение полпзлектоолитных свойств нуклеиновых кислот, получение информации об их селективности к ионам металлов и гидро-кесния уже более 4-х десятилетий вызывает неослабевающий интерес исследователей. В силу неоднородности состава природных полкнукле-стидов (ДНК, РНК) исследователи часто обращаются к модельным системам, в ролі! которых выступают гомополикуклеотидк, содержащие лпль один тип оснований. В ряде случаев это позволяет лучше понять процессы, происходящие с более сложными гетерополимерами. С другой стороны, протяженные участки, содержащие основания сдного типа, часто встречаются в более сложных последовательностях и могут выполнять важные биологические функции. В сравнении с другими гомо-полинуклеотидами, изучению полирибогуаниловой кислоты (ikwih(G)) посвящено меньшее количество работ. Имеется мало данных о структурах голи(С), отличных от чегырехцэпочечных. Практически не изучено состояние поли(Є) в достаточно концентрированных растворах, з растворах с низким содержанием поддерживающего электролита и в кислой среде. Не утешены места связывания и механизм взаимодействия с псли(0 ионов ЕдО+ и Ag+, оказывающих на вторичную структуру полинуклеотидов сильное влияние. Не полностью выяснены причины селективности различных форм полн;0) к ионам веденных металлов. Решение этих вопросов приобретает особую актуальность в связи с большим интересом, который проявляется в последние годы к изучению гуанин-содержащих полинуклеотидов. Это связано с тем, что обогащенные гуанином последовательности были обнаружены практически во всех хромосомных ДНК. Выяснилось, что эти последовательности принимают участие в образовании необычных структур, играющих важную роль в целом ряде клеточных процессез.
Цель -работы заключалась в получении структурных и транспортных характеристик поли(С), а также изучении особенностей взаимодействия поли(0 с ионами щелочных металлов и аммония, Ag+ и Н30+ и влияния их на 'вторичную структуру поли^С) в изоионных, бессолевых и содержания в низкой концентрации поддерживающий
э^ектрс:? растворах.
Научная новизна работы. В работе Епервые иесследовзны нзепокные растворы поли(0, полученные ионообменным методо?.:. Показано, что в изоконном растворе (рК 3,2) H+-nojDi(G) обладает устойчивой вторичной структурой, отличной от четырехспиральней. Изучение кислотно-основных сеойств Напели (G) с привлечением ряда физико-химических методов позволило уточнить детали! этой структуры; места связывания протоков, количество цепей, вовлеченных во взаимодействие, и тип водородных связей ме:кду основзниями. Проведено кондуктометрическое исследование бессолевых и содержащих в небольшой концентрации поддерживающий электролит растворов различных ионных форм поли(С), также полученных ионообменным методом. Для расчета структурных и транспортных характеристик пелннуклеотидев на оскоеє кондуктсметрпческих данных впервые пр-одлс:;:еко использовать подходы Бнкка и і'акнингз. Справедливость использования последнего успешно проверена в системе ДПК-нпзкомолекулярный электролит для перехода спираль-клубок, вызываемого повышением температуры и разбавлением. Показано, что б нейтральных растворах при низком содержании соли и в ее отсутствие поли(0 болев склонна к образованию двухцепочзчкых структур. Обнаружено, что ионы Li+ и Cs+ отличаются по своему влиянию на вторичную структуру поли(С) от ионов К+, Rb+, ш и Na+. Впервые детально изучено взаимодействие Ag с поли(0. Показано образование комплекса со стехиометрией Ag:G=1:2 в изспонных и бессолевых растворах поли(С). Определены места и константы связывания Ag+ с обеими формами поли(0, предложен механизм кемплексообразованид.
Практическая ценность Работы. Предложенные в диссертации методы ПОЛучеНИЯ Л30И0КНЫХ И 5ЄСС0ЛЄВЬІХ раСТЕОрСБ ПОЛІЦи), очистки
ее от солевых примесей и низкомолекуляркых фракций, а такяе метод определения концентрации, основанный на анализе кривой титрования, могут использоваться в научных и заводских лабораториях, связанных с синтезом и изучением по.тинуклеотидов. Результаты представляют интерес для развития теорій: полиэлектролитов, лучшего понимания клеточных процессов, ггртекакгзтх с участием полинуклеотддов и могут использоваться ъ спецкурсах по физической химии ДНК.
Апробация работы и публикации. Основные результаты работы докладывались на VIII Всесоюзном симпозиуме по ма;та:лекулярному взаимодействию г. кок+егмацилн молекул, (Новосибирск, 1 &~0 г.) и VII
матеріалам диссертации опубликовано пять печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, экспериментальной часта, обсуждения результатов, выводов и списка цитируемой литературы (162 наименования). Работа изложена на 158 страницах машинописного текста, содержит 32 рисунка и 5 таблиц.
